 ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Утверждаю
_____________________
Руководитель ООП
по направлению 150400
зав.кафедрой металлургии
проф. В.М. Сизяков
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«ПРИКЛАДНАЯ ТЕРМОДИНАМИКА И КИНЕТИКА»
Направление: 150400 «Металлургия»
Профиль: «Металлургия цветных металлов»
Квалификация (степень) выпускника: магистр
Форма обучения: очная
Составитель: доц. А.Я. Бодуэн
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
Цели и задачи дисциплины:
Целями освоения дисциплины «Прикладная термодинамика и кинетика» являются приобретение студентами знаний и компетенций в области термодинамического и кинетического анализа металлургических систем и процессов.
Основные задачи изучения дисциплины – формирование теоретических представлений об основных понятиях и законах термодинамики и кинетики, а также навыков применения термодинамических и кинетических методов к анализу реальных систем и процессов в металлургии.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина «Прикладная термодинамика и кинетика» относится к базовой части профессионального цикла профиля «Металлургия цветных металлов».
Для освоения учебного материала данной дисциплины необходимы знания по физике; общей, неорганической и физической химии; металлургии легких и тяжелых металлов; уметь пользоваться компьютером, работать с информацией из различных источников; уметь пользоваться оборудованием химической лаборатории, владеть основными методиками проведения химических анализов; иметь знания по технике безопасности при работе в химической лаборатории.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Изучение дисциплины «Теория гидрометаллургических процессов» направлено на формирование у студентов следующих компетенций: ОК-1-8, 10-11; ПК-1-29.
В результате изучения дисциплины магистрант должен:
Знать:основные понятия и законы термодинамики; основные характеристические функции и дифференциальные соотношения термодинамики; методы термодинамического анализа; основы кинетики металлургических процессов.
Уметь: проводить расчеты неравновесных состояний металлических систем; анализировать основные закономерности фазовых равновесий и кинетики превращений в многокомпонентных системах.
Владеть:навыками проведения термодинамических расчетов; методами кинетического анализа систем и процессов в металлургии.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3,0 зачетных единиц.
Вид учебной работы
|
Всего часов
|
Семестр
|
2
|
Аудиторные занятия (всего)
|
108
|
|
В том числе:
|
-
|
-
|
Лекции
|
-
|
-
|
Практические занятия (ПЗ)
|
36
|
36
|
Семинары (С)
|
|
|
Лабораторные работы (ЛР)
|
|
|
Самостоятельная работа (всего)
|
72
|
72
|
В том числе:
|
-
|
-
|
Курсовой проект (работа)
|
|
|
Расчетно-графические работы
|
|
|
Реферат
|
|
|
Другие виды самостоятельной работы
|
|
|
|
|
|
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
|
|
Зачет
|
Общая трудоемкость час
зач. ед.
|
108
|
|
3,0
|
|
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п
|
Наименование раздела дисциплины
|
Содержание раздела
|
1.
|
Основные понятия и определения химической термодинамики.
|
Система. Параметры состояния. Внутренняя энергия. Теплота и работа.
|
2.
|
Изменение внутренней энергии системы.
|
Изменение внутренней энергии системы при проведении процесса при постоянном объеме. Изменение внутренней энергии системы при проведении процесса при постоянном давлении. Энтальпия и ее изменение. Термохимические уравнения. Энтальпия образования вещества. Стандартные условия. Влияние температуры на тепловой эффект реакции.
|
3.
|
Термохимические законы.
|
ЗаконЛавуазье-Лапласа. ЗаконГесса. Термохимическиерасчеты.
|
4.
|
Направленность химических процессов.
|
Самопроизвольныеиобратимыепроцессы.ПринципБертло-Томсена.Энтропия.Изменениеэнтропииинаправленностьпроцессов.Энтропиякакмерабеспорядка. Стандартныеэнтропии.Свободнаяэнергия–критерийнаправленностипроцессов. Примерырасчетасвободнойэнергии. Стандартныйизобарно-изотермическийпотенциалиегоизменение. Изохорно-изотермическийпотенциал.
|
5.
|
Основныепонятияхимическойкинетики.
|
Механизмхимическойреакции. Гомогенныеигетерогенные. Скоростьреакции.
|
6.
|
Влияниеразличных факторовнаскоростьреакции.
|
Зависимостьскоростиотконцентрацииреагирующихвеществ.
Зависимостьскоростиреакцииоттемпературы. Энтропияактивации.
|
7.
|
Химическоеравновесие.
|
Химическоеравновесиеиконстантаравновесия. Смещениехимическогоравновесия. ПринципЛеШателье. КонстантаравновесияисвободнаяэнергияГиббса.
|
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п
|
Наименование обеспе-чиваемых (последую-щих) дисциплин
|
№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
1.
|
Металлургия тяжелых цветных металлов
|
|
х
|
х
|
х
|
х
|
х
|
2.
|
Металлургия легких цветных металлов
|
|
х
|
|
х
|
х
|
х
|
3.
|
Металлургия редких металлов
|
|
х
|
х
|
х
|
х
|
х
|
4.
|
Металлургия благородных металлов
|
|
х
|
х
|
х
|
х
|
х
|
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п
|
Наименование раздела дисциплины
|
Лекц., час.
|
Практ.
зан.
|
Лаб.
зан.
|
Семин
|
СРС
|
Все-го
час.
|
1.
|
Основные понятия и определения химической термодинамики.
|
|
4
|
|
|
|
4
|
2.
|
Изменение внутренней энергии системы.
|
|
6
|
|
|
|
6
|
3.
|
Термохимические законы.
|
|
6
|
|
|
|
6
|
4.
|
Направленность химических процессов.
|
|
6
|
|
|
|
6
|
5.
|
Основныепонятияхимическойкинетики.
|
|
4
|
|
|
|
4
|
6.
|
Влияниеразличных факторовнаскоростьреакции.
|
|
4
|
|
|
|
4
|
7.
|
Химическоеравновесие.
|
|
6
|
|
|
|
6
|
6. Лабораторный практикум – не предусмотрен
7. Практические занятия (семинары).
№ п/п
|
№ раздела дисциплины
|
Наименование практических занятий
|
Трудо-емкость
(час.)
|
1.
|
1
|
Характеристика системы. Параметры состояния. Внутренняя энергия. Теплота и работа.
|
4
|
2.
|
2
|
Расчет энтальпии химических реакций для различных металлургических процессов.
|
6
|
3.
|
3
|
Применение термохимических законов для проведения термодинамических расчетов.
|
6
|
4.
|
4
|
Расчет энтропии и изобарно-изотермического потенциала химических реакций для различных металлургических процессов.
|
6
|
5.
|
5
|
Механизмхимическойреакции. Гомогенныеигетерогенные. Скоростьреакции.
|
4
|
6.
|
6
|
Изучение зависимости скоростиотконцентрацииреагирующихвеществ.
Изучение зависимостискоростиреакцииоттемпературы.
|
4
|
7.
|
7
|
Расчет энтропии и изобарно-изотермического потенциала химических реакций для различных металлургических процессов.
|
6
|
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ): не предусмотрены.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
Основная литература
Процессы и аппараты цветной металлургии, учебник для вузов под редакцией проф. С.С.Набойченко. Екатеринбург, УГТУ, 2005. 700 с.
Расчеты гидрометаллургических процессов. Набойченко С.С., Юнь А.А. / Учебное пособие для вузов. - М.: «МИСИС», 1995. – 428 с.
Практикум по гидрометаллургии. Набойченко С.С., Лобанов В.Г. Учеб.пособие для вузов. – М.: Металлургия. 1992. – 336 с.
Грейвер Т.Н. Основы методов постановки и решения технологических задач. М.: Издательский дом "Руда и металлы", 1999.
Дополнительная литература
Кинетика процессов растворения. Каковский И.А., Поташников Ю.М., «Металлургия», 1975. 224 с.
Каковский И.А., Набойченко С.С. Термодинамики и кинетика гидрометаллургических процессов. – Алма-Ата: Наука, 1986. – 272 с.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Оборудование и установки специализированной лаборатории теории гидрометаллургических процессов и оборудования ауд. 3218; мультимедийное оборудование ауд. 3223, презентации и видеофильмы по тематике курса.
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
В качестве средств текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации предлагается проведение проверочных работ по каждому из разделов дисциплины, оформление и защита отчетов по выполненным лабораторным работам.
Разработчики:
Кафедра металлургии доцент А.Я. Бодуэн
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
Эксперты:
Кафедра металлургии профессор Г.В. Петров
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
Кафедра металлургии профессор В.Н. Бричкин
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия) |
